Файл: Аэромеханика и физико-химическая гидродинамика конспект лекций..pdf

для воздуха ионы и элентроны, находящиеся в газе, приобретают та­ кую высокую снорость, что столкнувшись с нейтральными атомами и миленулаыи газа, они полностью передают свою нинетичѳскую энергию. Переданная энергия идет или на возбукдѳниѳ атома (моленулы) или на

ееионизацию, т.е.иэ него выбивается один или неснолько электронов.

Вслучав, если энергия идет на возбуждение нейтрального атома (моденулы), она переходит затем либо в энергию излучения, либо в тепло.

Во втором случае, который является основной причиной повышения интенсивности ионизации газов нейтральные атомы и молекулы распада­ ются на положительные ионы и свободные электроны.

Образовавшиеся при распадении нейтральных атомов и молекул ионы и электроны под воздействием электрического поля также приходят в движение и в свою очередь ионизируют нейтральные атомы и молекулы. При этом число образующихся в газе ионов и электронов-носителей зарядов резно возрастает и сила тона опять начинает увеличиваться} происходит процесс ударной ионизации. Процесс ударной ионизации развивается лавинообразно.

При дальнейшем увеличении напряженности электрического поля чис­ ло ионов, образовавшихся в газе между электродами может возрасти настолько, что в пространстве между электродами происходит электри­ ческий разряд (электрический пробой газового пространства).

Графически процесс образования электрического разряда можно раз­ делить на пять участков (рис.8). Участки I и П отвечают начальному росту силы тона, почти пропорциональному увеличению напряжения с некоторым замедлением на участке П, участок Ш- тону насыщения, ІУ а У - области электрического разряда.

Участок ІУ соответствует области так называемого коронного

Рис.8 . Изменение силы тока при повышении напряжения в системе электродов провод - полый цилиндр

- 50 -

Возникновение коронного разряда связано с особѳнностяии неодно­ родного электрического поля.

Внеоднородной поле величина напряженности у провода больше, чей

устенки цилиндра или пластин. Поэтоиу при повышении напряжения

до величины, соответствующей началу участка ІУ на рис.8, ударная

ионизация будет происходить у поверхности провода. По мере уда­ ления от провода напряженность снижается (рис.9) и скорость ионов становится недостаточной для поддержания процесса ударной иониза­ ции, Тании образом, коронный разряд происходит только вблизи про­ вода, т.е.представляет собой незавершенный пробой газа.

Участон У соответствует области искрового разряда, представля­ ющего собой полный пробой газа. Искровой разряд характеризуется резким возрастанием силы тона.

При дальнойшем увеличении напряжения в случае разогрева элентродов искровой разряд пѳреходит.в дуговой. В отличие от коронного разряда искровой и дуговой разряды могут возникать и в однородном поле.

Коронный разряд

Возникновению коронного разряда соответствуют определенные зна­ чения напряженности поля, напряжения на электродах и силы тона.

Величина напряженности поля, при которой возникает коронный

- 51 -

разряд, называется критической. Напряжение, обеспечивающее обра­

Область у коронирующѳго электрода называется собственной зоной - - нороной. Область между короной и осадительным электриком назы­ вав л внешней зоной короны.

- 52 -

Зона короны имеет незначительную протяненность и непосредст­ венно окружает норонирующиИ электрод. В этой зоне происходит са­ мостоятельный разряд, а также ионизационные и рекомбинационные (нейтрализация в результате взаимодействия ионов различных по знаку) процессы. Во внешней зоне короны, занимающей основную часть мѳжэлѳктродного пространства происходит несамостоятельный разряд. Внешним проявлением коронного разряда является слабое голубо­ вато-фиолетовое свечение в собственной зоне короны вокруг корони-

рующѳго электрода. Характер свечения зависит от знака заряда на коронирующем электроде.

В зависимости от знака заряда на коронирующем электроде норонный разряд может быть отрицательным и положительным.

Данные о подвижности ионов при нормальных условиях (В=І бар Т=2?3°)в .некоторых газах и парах приведены в таблице 6 .

Таблица б Подвижность ионов в газах и парах, в м^/в.свк

- 53 -

Ив таблицы 6 видно, что отрицательные ирны более подвижны, чем положительные.. Это обстоятельство является одной из причин прѳииуідѳствѳнного использования отрицательного коронного разряда для очистки газов.

Зарядна взвешенных частщв электрической поле

Встречаясь со*в8вешенныыи частицами, содержащимися в движущемся между электродами газовом потоке, ионы газа осаждаются на поверх­ ности частиц. Происходит зарядна частиц и, в зависимости от знака приобретаемого заряда, частицы движутся к осадительным или коронирующим электродам (н последним в значительно меньшей степени, т.н.

механизма зарядки взвешен­ ных частиц действуют одновременно, зарядка частиц радиусом $олѳѳ I мвн происходит в основном за счет ионной бомбардировки, о. тепло­

вое движение ионов определяет зарядку частиц ди&иѳхром менее I мкм. По мере увеличения эаряда на частице возрастает напряженность и,

следовательно, сила собственного электрического поля частицы,от­ талкивающая от нее одноименно Заряженные ионы газа. Наступает мо­ мент, нргда заряд частицы способен противодействовать осаждению на ней новых одноименно заряженных ионов, т.е.частица приобретает

- 5 4 -